JP2990959B2

JP2990959B2 - 電磁クラッチ

Info

Publication number: JP2990959B2
Application number: JP4204834A
Authority: JP
Inventors: 敏弘林; 彰夫松岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JPH0650356A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転動力の伝達を断続
する電磁クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用冷凍サイクルの冷媒圧
縮機に装着される電磁クラッチでは、インナハブとアウ
タハブとの間にゴムハブを介在させて、このゴムハブが
トルク伝達方向に変位可能とすることで、冷媒圧縮機側
のトルク変動を低減させる効果を持たせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、体格の制約
や軸方向のばね定数を適正化する上で、トルク伝達方向
のばね定数（ねじりばね定数）を十分に適正化すること
が困難なことから、ゴムハブによるトルク変動の低減効
果は十分であるとは言えない。従って、電磁クラッチと
冷媒圧縮機の振動系の持つねじり共振点付近の周波数域
ではトルク変動が増大し、その共振域が車両の持つ共振
点に近い時には、その相乗効果によって騒音が増大し、
車室内へ騒音が伝達されるという課題を有していた。本
発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的
は、電磁クラッチに伝わるトルク変動を低減して騒音の
低下を図ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、通電されることで磁力を発生する励磁コ
イルと、動力源によって回転駆動される駆動部材と、前
記励磁コイルへの通電時に前記駆動部材に吸着されて前
記駆動部材と一体に回転する回転部材と、補機の駆動軸
と一体に回転する従動部材と、前記回転部材と前記従動
部材とを連結して、その両者の間で弾性変形可能に設け
られ、前記駆動部材の回転動力を前記従動部材に伝達す
る弾性部材と、この弾性部材と並列の関係で前記回転部
材と前記従動部材とに係合する摩擦部材とを備え、この
摩擦部材は、一端部が前記回転部材と前記従動部材のど
ちらか一方の部材に連結されて、他端部が前記回転部材
と前記従動部材のどちらか他方の部材に所定の押圧力で
接触して設けられるとともに、周方向に弾性を有するこ
とを技術的手段とする。

【０００５】

【作用】上記構成より成る本発明の電磁クラッチは、弾
性部材を介して回転部材から従動部材に回転動力が伝達
されている時において、従動部材の負荷トルクが変動し
て弾性部材が回転方向（ねじれ方向）に弾性変形し、回
転部材と従動部材との間で相対回転（相対角変位）が生
じた場合に、相対角変位が小さい範囲では、摩擦部材に
発生する反発力（トルク）が小さいため、回転部材ある
いは従動部材に所定の押圧力で接触する摩擦部材の他端
部で摺動は生じない。従って、この場合、ねじれ方向
（回転方向）のばね定数は、弾性部材のねじりばね定数
と周方向に弾性を有する摩擦部材のねじりばね定数との
合計となり、トルク変動の共振点は、弾性部材のみの場
合より高い周波数域に移動する。その後、トルク変動の
増大に伴って回転部材と従動部材との相対角変位が大き
くなり、摩擦部材の他端部で摺動が生じると、トルク変
動による振動エネルギが摩擦部材の摺動に伴う発熱エネ
ルギに変換されることにより、トルク変動が低減され
る。この場合、摩擦部材の他端部が摺動することで、回
転部材と従動部材との間で摩擦部材の弾性作用（ばね作
用）が働くことはなく、従って、ねじれ方向のばね定数
は弾性部材のねじりばね定数となり、トルク変動の共振
点は低い周波数域に移動する。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の電磁クラッチの一実施例を図
１ないし図６を基に説明する。図１は電磁クラッチの断
面図である。本実施例の電磁クラッチ１は、車両用冷凍
サイクルの冷媒圧縮機（本発明の補機）に装着されて、
必要に応じてエンジン（本発明の動力源）の回転動力を
冷媒圧縮機の駆動軸２に伝達するものである。この電磁
クラッチ１は、大別して、励磁コイル３と、この励磁コ
イル３を支持するステータハウジング４と、エンジンの
回転動力が伝達されて回転するクラッチロータ５（本発
明の駆動部材）と、励磁コイル３が通電された際にクラ
ッチロータ５の一端面側（図１左側面）に吸着されるア
ーマチュア６と、このアーマチュア６を支持するハブア
ッシー（後述する）と、このハブアッシーに装着される
摩擦板７（本発明の摩擦部材）等から構成されている。

【０００７】励磁コイル３は、樹脂製ボビン８の周囲に
絶縁被膜を施した導電線を巻回した周知のもので、通電
されることにより磁力を発生する。ステータハウジング
４は、鉄等の磁性体材料より成り、クラッチロータ５と
ともに励磁コイル３の磁路を形成する。クラッチロータ
５は、ステータハウジング４に支持された励磁コイル３
を一端側より覆う断面コの字形（図１では逆コの字形）
の円環状を呈し、その内周に配されたボールベアリング
９を介して冷媒圧縮機のハウジング１０に回転自在に支
持されている。クラッチロータ５の外周部にはプーリ１
１が固着され、そのプーリ１１に掛け渡される多段式Ｖ
ベルト（図示しない）を介して伝達されたエンジンの回
転動力によって回転する。このクラッチロータ５は、軸
方向の一端面側が平滑な摩擦面として設けられ、その摩
擦面の内周寄りおよび外周寄りには、励磁コイル３への
通電時にクラッチロータ５に作用する磁気を遮断して、
径方向に流れる磁束を迂回させるための長孔５ａがほぼ
全周に亘って形成されている。

【０００８】アーマチュア６は、中空円板状を呈し、軸
方向に所定のギャップを有してクラッチロータ５の摩擦
面と対面して配置されている。このアーマチュア６は、
クラッチロータ５の摩擦面と対面する他端面側が平滑な
摩擦面とされ、励磁コイル３が通電された際に、クラッ
チロータ５側へ吸引されて、両者の摩擦面の係合により
クラッチロータ５と一体に回転する。また、アーマチュ
ア６には、クラッチロータ５と同様に、アーマチュア６
に作用する磁気を遮断して、磁束を迂回させるための長
孔６ａがほぼ全周に亘って形成されている。クラッチロ
ータ５の摩擦面とアーマチュア６の摩擦面との内周側に
は、クラッチロータ５とボールベアリング９とで挟持さ
れたリングシールド１２が設けられている。このリング
シールド１２は、軸方向にクラッチロータ５側からアー
マチュア６側まで延びて設けられ、クラッチロータ５の
回転時に、オイルや潤滑剤等が飛散してクラッチロータ
５の摩擦面やアーマチュア６の摩擦面に付着するのを防
止するものである。

【０００９】ハブアッシーは、アーマチュア６の一端側
に固定されたアウタハブ１３と、このアウタハブ１３と
同軸を成してアウタハブ１３の内周側に配されたインナ
ハブ１４（本発明の従動部材）と、アウタハブ１３とイ
ンナハブ１４とを連結するゴムハブ１５（本発明の弾性
部材）とから構成されている。なお、本発明の回転部材
は、アーマチュア６とアウタハブ１３によって構成され
る。アウタハブ１３は、断面Ｌ字形（図１では逆Ｌ字
形）の環状を呈し、アーマチュア６の外周部分に３本の
リベット１６で固定されている。インナハブ１４は、段
付円筒状に設けられて、冷媒圧縮機の駆動軸２に固定さ
れている。ゴムハブ１５は、径方向にアウタハブ１３の
内周面とインナハブ１４の外周面との間に介在されて、
両者に接着固定され、アーマチュア６の摩擦面とクラッ
チロータ５の摩擦面との間で、励磁コイル３の通電停止
時において、約０．５ｍｍのギャップを保つように設定
されている。このゴムハブ１５は、励磁コイル３が通電
された際に、アーマチュア６がクラッチロータ５側に吸
引されるため、アーマチュア６と一体に移動するアウタ
ハブ１３と冷媒圧縮機の駆動軸２に固定されたインナハ
ブ１４との間で軸方向に弾性変形を生じ、励磁コイル３
への通電が停止された際には、その弾性力によってアー
マチュア６を当初の位置（図１に示す位置）に復帰させ
る。

【００１０】摩擦板７は、ハブアッシーの一端側に配さ
れて、３本のスクリュ１７によってインナハブ１４の壁
面に固定されている。この摩擦板７は、鋼板またはステ
ンレス鋼板製で、プレス加工等の手段により、図２（摩
擦板７の斜視図）に示すようにハブアッシーの外形状に
応じた段付円板状に形成され、その外周縁部には、複数
個（本実施例では３個）の突設部７ａが摩擦板７の周方
向に等間隔に設けられている（図３参照・図１のＡ視
図）。各突設部７ａは、摩擦板７の内側へ折り曲げられ
て径方向に弾性を有するように設けられており、その先
端部には、摩擦板７がハブアッシーに装着された状態
で、アウタハブ１３の外径壁面に所定の押圧力で接触す
る接触部７ｂが屈曲形成されている。このため、各接触
部７ｂを結ぶ円の直径は、アウタハブ１３の外径より若
干小さくなるように設けられており、組付時のアウタハ
ブ１３と接触部７ｂとの締め代によって接触部７ｂに押
圧力が発生する。従って、この締め代を調節することに
より、アウタハブ１３と摩擦板７（接触部７ｂ）との摩
擦トルクを調節することができる。また、各突設部７ａ
は、摩擦板７の周方向に一定の幅ｈで設けられており、
周方向にばね作用（弾性作用）を有する。従って、周方
向の幅ｈを変化させることで、周方向のばね定数、即ち
ねじりばね定数Ｋａを調節することができ、例えば、幅
ｈを大きくすることにより、ねじりばね定数Ｋａは大き
くなり、幅ｈを小さくすることにより、ねじりばね定数
Ｋａは小さくなる。

【００１１】次に、本実施例の作動を説明する。励磁コ
イル３への通電によって発生した磁力により、アーマチ
ュア６がゴムハブ１５の弾性力に抗してクラッチロータ
５側へ吸引される。この結果、クラッチロータ５の摩擦
面とアーマチュア６の摩擦面とが密着して摩擦係合する
ことにより、プーリ１１を介して伝達されたエンジンの
回転動力がハブアッシーを介して冷媒圧縮機の駆動軸２
に伝達される。励磁コイル３への通電が停止されると、
励磁コイル３の発生していた磁力が消失するため、クラ
ッチロータ５側へ吸引されていたアーマチュア６は、ゴ
ムハブ１５の弾性力によってクラッチロータ５より離
れ、当初の位置に復帰する。この結果、クラッチロータ
５とアーマチュア６との摩擦係合が解消されて、クラッ
チロータ５へ伝達されたエンジンの回転動力は、冷媒圧
縮機の駆動軸２へ伝達されなくなる。

【００１２】ここで、冷媒圧縮機の駆動軸２に掛かる負
荷トルクが冷媒の圧縮作用に伴って変動すると、そのト
ルク変動が駆動軸２より電磁クラッチ１側へ伝達される
ことになる。このトルク変動により、ゴムハブ１５の回
転方向における弾性変形に伴ってアウタハブ１３とイン
ナハブ１４との間で相対回転（相対角変位）が生じた場
合に、相対角変位が小さい範囲では、摩擦板７の接触部
７ｂに発生する反発力（トルク）が小さいため、接触部
７ｂがアウタハブ１３に対して摺動することはない。従
って、この場合、ねじれ方向における全体のばね定数
は、ゴムハブ１５のねじりばね定数Ｋｄと摩擦板７のね
じりばね定数Ｋａとの合計となり、トルク変動の共振点
は、図４の破線ｂで示すように、ゴムハブ１５のみの場
合より高い周波数域ｆ1 に移動する。なお、図４は、ト
ルク振幅とトルク変動の周波数との関係を示したグラフ
で、トルク変動の周波数は冷媒圧縮機の回転数と１：１
の関係にある。図中にて、破線ａで示すグラフはゴムハ
ブ１５のみを使用した場合のトルク変動を示すもので、
破線ｂで示すグラフはゴムハブ１５と摩擦板７のねじり
ばね作用を併用した場合のトルク変動を示し、実線ｃで
示すグラフは本実施例のトルク変動を示すものである。

【００１３】トルク変動の周波数が上昇してトルク振幅
が増大し、アウタハブ１３とインナハブ１４との相対角
変位が大きくなると、摩擦板７の接触部７ｂとアウタハ
ブ１３との間で摩擦摺動が生じる（図４のｄ点）。この
摩擦摺動により、振動エネルギが吸収されて発熱エネル
ギに変換されることにより、トルク変動が低減される。
この場合、接触部７ｂの摺動により、アウタハブ１３と
インナハブ１４との間で摩擦板７の弾性力（ばね力）が
作用することはなく、従って、ねじれ方向のばね定数は
ゴムハブ１５のねじりばね定数Ｋｄだけとなり、トルク
変動の共振点は、図４の破線ａで示すように、低い周波
数域ｆ2 に移動する。

【００１４】なお、摩擦板７の接触部７ｂに与えられる
摩擦トルクとトルク振幅のピーク値との関係は、例えば
図５に示すように、トルク振幅を極小にする摩擦トルク
の最適値ｅが存在する。この摩擦トルクの最適値ｅは、
図６のグラフに示すように、摩擦板７のねじりばね定数
Ｋａによって変化する。また、接触部７ｂの摩擦摺動に
よるトルク変動の減衰効果の大きさは、摩擦トルクに比
例するため、摩擦トルクが小さいと減衰効果も小さい。
また、摩擦トルクが大き過ぎると、接触部７ｂの摺動が
発生しにくいため、やはり減衰効果は小さくなる。この
ように、本実施例では、トルク変動を低減することがで
きるとともに、振動の振幅が大きい時に全体のねじりば
ね定数を切り替えて共振点を移動させることにより、ト
ルク変動の共振点を車両の共振周波数から離すことで、
効果的に騒音の低減を図ることができる。なお、本実施
例において、接触部７ｂの押圧力をねじ等の調節手段で
調節するように設けても良い。

【００１５】図７に本発明の第２実施例を示す。本実施
例では、摩擦板７がリベット１６によってアウタハブ１
３に固定されており、摩擦板７の接触部７ｂがインナハ
ブ１４の内径部に押圧されている。図８に本発明の第３
実施例を示す。本実施例では、摩擦板７がインナハブ１
４の他端面側にスクリュ１７によって固定されて、接触
部７ｂがアーマチュア６の内径部に押圧されている。

【００１６】

【発明の効果】本発明の電磁クラッチは、トルク変動を
低減するとともに、トルク変動に伴う振動の振幅の大き
さに応じて共振周波数を移動させることができ、効果的
に騒音の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る電磁クラッチの断面図であ
る。

【図２】第１実施例に係る摩擦板の斜視図である。

【図３】図１のＡ視図である。

【図４】トルク振幅とトルク変動の周波数との関係を示
すグラフ。

【図５】摩擦トルクとトルク振幅のピーク値との関係を
示すグラフ。

【図６】摩擦トルクの最適値と摩擦板のねじりばね定数
との関係を示すグラフ。

【図７】本発明の第２実施例を示す電磁クラッチの要部
断面図である。

【図８】本発明の第３実施例を示す電磁クラッチの要部
断面図である。

【符号の説明】

１電磁クラッチ２駆動軸３励磁コイル５クラッチロータ（駆動部材）６アーマチュア（回転部材）７摩擦板（摩擦部材）１３アウタハブ（回転部材）１４インナハブ（従動部材）１５ゴムハブ（弾性部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭64−20540（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−16837（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−132229（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−3145（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−86230（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−155249（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−86431（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 27/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）通電されることで磁力を発生する励磁
コイルと、ｂ）動力源によって回転駆動される駆動部材と、ｃ）前記励磁コイルへの通電時に前記駆動部材に吸着さ
れて前記駆動部材と一体に回転する回転部材と、ｄ）補機の駆動軸と一体に回転する従動部材と、ｅ）前記回転部材と前記従動部材とを連結して、その両
者の間で弾性変形可能に設けられ、前記駆動部材の回転
動力を前記従動部材に伝達する弾性部材と、ｆ）この弾性部材と並列の関係で前記回転部材と前記従
動部材とに係合する摩擦部材とを備え、この摩擦部材は、一端部が前記回転部材と前記従動部材
のどちらか一方の部材に連結されて、他端部が前記回転
部材と前記従動部材のどちらか他方の部材に所定の押圧
力で接触して設けられるとともに、周方向に弾性を有す
ることを特徴とする電磁クラッチ。